Question

7．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl₂•2H₂O），已知氯化铜易溶于水，难溶于乙醇．

（1）为了更完全的沉淀，最适合的X试剂为C．
A．K₂Cr₂O₇      B．NaClO    C．H₂O₂         D．KMnO₄
（2）溶液1中的金属离子有Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺．能检验溶液1中Fe²⁺的最合适的试剂①②（填编号）
①KMnO₄   ②K₃[Fe（CN）₆]③NaOH   ④KSCN
（3）实验室采用如图所示的装置，可将粗铜与Cl₂反应转化为固体1（部分加热和夹持装置已略去）．
①实验所需480mL10mol/L浓HCl配制时用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶．
②引发B中反应的正确的操作顺序是打开分液漏斗上口玻璃塞，旋开分液漏斗活塞，缓慢滴加，并用酒精灯加热B装置．
③有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要否（填“是”或“否”）．
（4）实验结束时，B和D处酒精灯应先熄灭的是D．
（5）该装置存在缺陷，请写出：缺少防止倒吸装置安全瓶．
（6）①得到CuCl₂•xH₂O晶体最好采用的干燥方式是D．
A．空气中加热蒸干                B．空气中低温蒸干
C．HCl气流中加热烘干            D．HCl气流中低温烘干
②为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl₂•xH₂O）中x的值，某兴趣小组设计了以下实验方案：称取m g晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再轻为止，冷却，称量所得黑色固体的质量为ng．沉淀洗涤的操作方法是向过滤器中加入水至完全浸没沉淀，过滤，重复2～3次．

Answer 1

分析 粗铜中含有Fe，与氯气反应生成CuCl₂和FeCl₃，为防止水解，应加入过量的稀盐酸进行溶解，并保证金属完全反应，溶液1中的金属离子有Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺，加入试剂X目的是将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，应为H₂O₂，还原得到水，是绿色氧化剂，通过调节pH，使溶液中Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀，过滤分离，且加入Y可以消耗氢离子且不能引入新杂质，可以为CuO、Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃．滤液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CuCl₂•2H₂O，
（1）加入试剂X目的是将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，且不引入新的杂质最好应为H₂O₂；
（2）Fe²⁺具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色；能与K₃[Fe（CN）₆]反应得到蓝色铁氰化亚铁蓝色沉淀；
（3）①实验所需480mL10mol/L浓HCl配制时用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶；
②引发B中反应的操作是：打开分液漏斗上口玻璃塞，旋开分液漏斗活塞，缓慢滴加，并用酒精灯加热B装置；
③由于HCl不影响氯气和粗铜的反应的产物，且可以抑制氯化铜水解，氯气中混有的HCl不需要除去；
（4）防止E中溶液倒吸，发生危险；
（5）该装置缺少防止倒吸装置，在D、E之间添加防倒吸的安全瓶；
（6）①CuCl₂•xH₂O晶体加热容易分解，且氯化铜易水解，应在HCl气流中低温烘干；
②氯化铜溶液中加入足量氢氧化钠溶液、过滤得到沉淀为氢氧化铜，沉淀洗涤的操作方法是：向过滤器中加入水至完全浸没沉淀，过滤，重复2～3次；

解答 解：（1）加入试剂X目的是将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，X应为H₂O₂，还原得到水，是绿色氧化剂，A．K₂Cr₂O₇、B．NaClO、D．KMnO₄ 能氧化亚铁离子为铁离子，但都会引入新的杂质，故选C，
故答案为：C；
（2）①Fe²⁺具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，用高锰酸钾溶液可以检验Fe²⁺，故①正确；
②Fe²⁺能与K₃[Fe（CN）₆]反应得到蓝色铁氰化亚铁蓝色沉淀，故②正确；
③铁离子、铜离子均与NaOH反应生成沉淀，影响亚铁离子检验，故③错误；
④铁离子与KSCN反应，溶液呈红色，不能检验Fe²⁺，故④错误；
故答案为：①②；
（3）①实验所需480mL10mol/L浓HCl配制时用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶，
故答案为：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶；
②引发B中反应的操作是：打开分液漏斗上口玻璃塞，旋开分液漏斗活塞，缓慢滴加，并用酒精灯加热B装置；装置B中制取氯气，二氧化锰与浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气、水，反应离子方程式为：+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：打开分液漏斗上口玻璃塞，旋开分液漏斗活塞，缓慢滴加，并用酒精灯加热B装置；
③HCl对反应没有影响，且可以抑制氯化铜水解，不需要在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，
故答案为：否；
（4）应先熄灭D处酒精灯，后熄灭B处酒精灯，防止E中溶液倒吸，发生危险，故
答案为：D；
（5）该装置缺少防止倒吸装置，在D、E之间添加防倒吸的安全瓶，
故答案为：缺少防止倒吸装置安全瓶；
（6）①CuCl₂•xH₂O晶体加热容易分解，且氯化铜易水解，应在HCl气流中低温烘干，
故答案为：D；
②氯化铜溶液中加入足量氢氧化钠溶液、过滤得到沉淀为氢氧化铜，沉淀洗涤的操作方法是：向过滤器中加入水至完全浸没沉淀，过滤，重复2～3次，
故答案为：向过滤器中加入水至完全浸没沉淀，过滤，重复2～3次．

点评 本题考查化学工艺流程及实验制备，涉及对实验装置与操作及试剂的分析评价、物质分离提纯、化学平衡移动、化学计算等，要求学生具备扎实的基础与综合运用能力，题目难度中等．